3IMH-Sistema-de-Direccion

Vista previa del material en texto

Av. Chama, C. C. Polo I, Nivel Planta Principal., Local PP 27, Colinas de Bello Monte. Telf.: 7539757- 7531076, http://atema.com.ve/ 
Correo electrónico: mecanica@atema.com.ve 
 
Guías Atema 
Segundo Semestre 
 
 
Dirección 
 
 
Guías Atema by Atema is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional License. Creado a partir de 
la obra en guias-atema.blogspot.com. 
http://atema.com.ve/
http://atema.com.ve/
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
http://creativecommons.org/choose/guias-atema.blogspot.com
Guías Atema 
Dirección 
Historia 
El primer sistema de dirección utilizado 
fue el sistema de dirección girando en 
forma íntegra, el sistema de dirección 
Independiente fue inventado por George 
Langensperger en 1817, luego fue 
patentado por su agente en Inglaterra 
Rudolf Ackermann en 1818 para 
carruajes, el efecto de dirección 
Ackermann alcanzado por dos cámaras 
es diseñado por Amadee Bollé en su 
Obeissante en 1873. El efecto de 
dirección Ackermann, mediante brazos 
de dirección en paralelo fue utilizado por 
Amadee Bollé en La Mancelle de 1878 y 
por Karl Benz en su "Victoria" en 1893. 
 
El trapecio de Ackermann o el 
cuadrilátero de Jeantaud (1878) se aplican 
en la actualidad y universalmente en 
todos los automóviles. Es el sencillo 
mecanismo que realiza la unión entre los 
ejes de las ruedas directrices del vehículo. 
A fin de que pueda producirse un cambio 
de dirección sin que exista deslizamiento 
de las ruedas sobre el suelo, es necesario 
que los ejes de todas las ruedas pasen por 
un mismo punto. 
El trapecio de Ackermann permite que 
esta condición se satisfaga con una 
aproximación bastante buena. 
 
 
Figura 1, Geometría de la dirección, condición Ackermann 
 
Definición 
El sistema de dirección cambia la 
dirección del vehículo como su 
trayectoria. El conductor por acción 
del volante de dirección, puede 
controlar el sentido de los 
neumáticos delanteros del vehículo. 
Un sistema de dirección se requiere 
para tener una apropiada fuerza de 
operación, características de agarre 
estable, suficiente esfuerzo y 
seguridad. 
El sistema de dirección, es uno de los 
más importantes, y junto con el sistema 
de frenos y suspensión, contribuye a la 
seguridad y comodidad del conductor y 
las personas. 
 
Función 
La misión de la dirección es orientar las 
ruedas directrices, adaptarlas al trazado de 
la vía por la que circula, y realizar las 
distintas maniobras que su conducción 
exige. 
Para que el conductor no tenga que 
realizar esfuerzo en la orientación de las 
ruedas directrices, el vehículo dispone de 
un mecanismo des multiplicador, en los 
casos simples (vehículos antiguos), o de 
servomecanismo de asistencia (en los 
vehículos actuales). 
 
Condiciones de dirección 
Fuerza apropiada de dirección.- La 
fuerza de dirección del volante de 
dirección debe tener paso estable 
cuando los vehículos están viajando 
en una línea recta y debe ser 
suficientemente liviana para 
permitir a la dirección cuando el 
vehículo está marchando alrededor 
de una curva. 
El sistema de dirección debe ser suave. 
Esto se consigue con a) una adecuada 
desmultiplicación en el sistema de 
engranaje, b) empleo de dirección 
1 
 
Guías Atema 
asistida, c) un buen estado de las cotas de 
dirección y d) el mantenimiento del 
conjunto. 
 
Precisión.- Se consigue haciendo que la 
dirección no sea muy dura ni muy suave 
y responda con exactitud en función de 
las circunstancias. Para ello se deben 
eliminar las holguras innecesarias. 
 
Dirección estable.- Cuando el vehículo 
ha acabado de doblar una esquina, es 
necesario para el sistema de 
dirección recobrar su postura de 
línea recta para luego recobrar la 
fuerza delantera de los neumáticos, 
para lo cual el conductor sólo suelta 
ligeramente el agarre del volante de 
dirección. También, mientras 
maneje, el volante de dirección no 
tirará de las manos del conductor 
cuando las ruedas golpeen algo en 
las pistas o transmitan vibraciones 
las manos del conductor. 
El volante debe mandar el giro a las 
ruedas, y no al revés. Las oscilaciones 
que toman estas debido a las 
irregularidades del terreno, no deben se 
transmitidas al volante. 
 
Seguridad.- En el caso que una 
colisión ocurra, el sistema de 
dirección tendrá una construcción la 
cual aminore la seriedad del daño 
tanto como sea posible, absorbiendo 
el impacto y amortiguándolo. El 
sistema de dirección debe ser 
seguro. Esto depende del diseño 
(materiales), procesos de 
fabricación y control de calidad y 
del mantenimiento adecuado del 
sistema de dirección. 
 
Si la dirección es muy dura por un 
excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña 
desmultiplicación (inadecuada), la 
conducción se hace fatigosa e imprecisa. 
Si es muy suave, por causa de una 
desmultiplicación grande, el conductor 
no siente la dirección y el vehículo sigue 
una trayectoria imprecisa. 
 
Principio de funcionamiento 
Relación de esfuerzos a transmitir: el 
par de giro es el producto de la fuerza 
por el radio. Por tanto la 
desmultiplicación es en función de los 
diámetros del volante y el piñón de 
dirección. Las fuerzas aplicadas y 
obtenidas son inversamente 
proporcionales a los radios de giro. 
 
Relación de transmisión: es 
determinada por la relación que existe 
entre el ángulo descrito por el volante y 
el ángulo obtenido en las ruedas. 
 
Tipos de sistemas de dirección 
Se pueden clasificar en dos grandes 
grupos de acuerdo a la construcción de su 
mecanismo de dirección o sea la Caja de 
engranajes de la dirección: 
• Sistema de dirección del tipo 
Piñón y Cremallera 
• Sistema de dirección del tipo 
Tornillo sinfín y sector circular, 
(bola recirculante) (Caja de 
dirección) 
 
Componentes genéricos 
Según el orden de transmisión del 
movimiento, los elementos serán los 
mismos para cualquiera de los sistemas 
antes nombrados. 
 
• Volante 
Diseñado con una forma ergonómica, con 
la finalidad de obtener más facilidad en el 
manejo y mayor comodidad. Es el 
elemento encargado de proporcionar el 
giro del vehículo a voluntad del 
conductor. Generalmente tiene 2 o más 
brazos para incorporar el airbag o 
2 
 
Guías Atema 
dispositivo de seguridad pasiva de 
protección del conductor. 
En automóviles modernos, las volantes no 
solo cumplen función de dirección, sino 
contienen comandos del sistema de audio 
y video y otros (control de velocidad de 
crucero). 
 
 
Figura 2, Esquema dispositivo airbag. 
 
Relación de desmultiplicación de la 
dirección (iD) 
Existe una relación de desmultiplicación 
entre el volante y las ruedas, y está dado 
por la siguiente relación: 
𝑖𝐷 =
𝛽
𝛼
 
 
Donde β es el ángulo de giro del volante y α es el 
ángulo de viraje de las ruedas directrices. 
 
Generalmente, esta relación varía entre 
12:1 a 24:1, dependiendo del tipo y carga 
del vehículo. 
 
• Columna de dirección 
Cuerpo cilíndrico de acero fijado al 
bastidor o a la carrocería dentro del cual 
gira el eje de la dirección que en un 
extremo está unido al volante y en el 
otro a la caja de dirección. Formada por 
un árbol articulado que une el 
mecanismo de la dirección con el 
volante transmitiendo en movimiento 
direccional. La columna de dirección 
tiene una gran influencia en la seguridad 
pasiva, ya que está formada a su vez de 
columnas retractiles constituidas por dos 
o tres tramos con el fin de colapsarse y 
no causar daños al conductor en caso de 
choque. Los tramos están unidos 
mediante juntas cardan. Permite la 
regulación del volante en altura y 
profundidad. 
 
Figura 3, Columna de dirección inclinable con mecanismo 
pivotante de inclinación superior (TILT) 
 
•Mecanismo de la dirección (engranaje 
de dirección) 
Tiene como funciones: 
- Transformar el movimiento giratorio en 
un movimiento basculante de la biela de 
mando o bien en movimiento de vaivén 
de la cremallera. 
- Reducir la aplicación de la fuerza 
necesaria para girar las ruedas, mediante 
una desmultiplicación.- Impedir la transmisión al volante de 
efectos perturbadores procedentes de las 
ruedas rígidas. 
Recibe el movimiento giratorio desde la 
columna de dirección y lo transforma en 
un movimiento rectilíneo y transversal al 
vehículo según sea el sistema: Caja de 
dirección (bola recirculante) o bien Piñón 
y Cremallera y lo entrega a las barras de 
accionamiento. 
 
Dependiendo de los diseños particulares, 
existen varios tipos de mecanismos de la 
dirección, dentro de los cuales están: 
3 
 
Guías Atema 
Bola recirculante o tornillo sinfín.- Un 
tornillo sinfín consta del propio tornillo 
sin fin y del sector circular dentado. Si el 
tornillo da una vuelta el sector altera su 
posición en un diente. 
Si un sinfín de un hilo gira 360o, a la 
rueda helicoidal le corresponde un giro 
de: 
360°
𝑧
 
 
Si un sinfín de varios hilos gira 360o, a 
la rueda helicoidal le corresponde un 
giro de: 
𝑔. 360°
𝑧
 
 
Si un sinfín de varios hilos gira βo, a la 
rueda helicoidal le corresponde un giro 
de: 
𝛿 =
𝑔.𝛽
𝑧
 
Dónde: 
δ, ángulo de oscilación de la palanca de la caja 
β, ángulo de giro del volante 
z, número de dientes de la rueda helicoidal 
g, número de hilos del sin fin 
 
Ejemplo: 
Un camión tiene como dirección un mecanismo de 
tornillo sin fin de dos (2) hilos y un sector de 60 
dientes. 
Calcule el ángulo que gira la palanca de la caja 
cuando se gira el volante 120o. 
Resultado: δ = 4o 
 
 
Figura 4, Tornillo sinfín cilíndrico 
 
 
Figura 5, Tornillo sinfín globoide 
 
Dentro de este renglón existen los 
siguientes tipos de mecanismos de 
dirección: 
- Tornillo sinfín y rodillo. 
- Tornillo sinfín y dedo. 
- Tornillo sinfín y tuerca. 
- Tornillo sinfín y sector dentado. 
- Tornillo sinfín y tuerca con bolas 
circulantes o recirculación de bolas. 
 
 
 
Figura 6, Tornillo sin fin y sector dentado, 1: Eje de la biela 
de mando hacia la biela de mando de la dirección. 2: 
Segmento de dirección o sector dentado 3: Tornillo sin fin 
cilíndrico. 4: Eje de la columna de la dirección. 
 
Cremallera.- Está constituido por una 
barra tallada en cremallera que se 
desplaza lateralmente en el interior de un 
cilindro. 
La cremallera es accionada por un piñón 
helicoidal montado en el árbol de la 
columna de dirección y que gira 
engranado a la cremallera. 
 
4 
 
Guías Atema 
Las rotaciones de un engranaje 
(piñón) en el extremo del eje 
principal enganchan con los dientes 
que son apoyados en una barra 
redonda (cremallera) cambiando este 
giro a un movimiento de izquierda o 
derecha. 
 
En una vuelta completa del volante de 
dirección (β=360o), la cremallera se 
desplaza por el perímetro del piñón la 
cantidad de: 
𝑧.𝑝 
Luego, para un valor dado del ángulo β, 
la cremallera recorrerá: 
𝑠 = 𝑧.𝑝.
𝛽
360°
 
Dónde: 
z, número de dientes de la rueda helicoidal 
p, paso de la cremallera 
β, ángulo de giro del volante 
s: carrera de la cremallera. 
 
Ejemplo: 
Un automóvil sedán tiene su dirección por piñón y 
cremallera, el piñón tiene 19 dientes con un paso 
de 3,54 mm. Si se gira el volante 145o, calcular la 
carrera de la cremallera en mm. 
Respuesta: s=27,10 mm. 
 
Figura 7, Sistema de diercción con Cremallera, 1: Barra de 
dirección. 2: Rótula barra de dirección. 3: Guardapolvos 
cremallera de dirección. 4: Cremallera. 5: Casquillo cremallera 
de dirección. 6: Fijación guardapolvos. 7: Taco elástico. 8: 
Caja de dirección. 9: Sinfín de la dirección. 
 
•Articulación de la dirección. (Brazos 
de dirección) 
Son barras de accionamiento, regulables 
en su longitud, encargadas de trasmitir el 
movimiento direccional entregado por el 
mecanismo de la dirección a de las ruedas 
directrices montadas sobre los muñones. 
Según el tipo de montaje del eje delantero 
se utilizan: 
- Barras de acoplamiento de una, dos o 
tres piezas accionados mediante bielas de 
mando de la dirección. 
- Barras de acoplamiento de dos piezas 
accionados por cremallera. 
 
Barras de acoplamiento 
Son barras de acero al carbono o aleado 
con Ni-Cr y Mo, que en sus extremos 
puede tener articulaciones esféricas u 
orificios cónicos para acoplarse a otras 
articulaciones. 
Reciben el movimiento desde el 
mecanismo de dirección, pivotea en el 
brazo auxiliar, para transmitirlo a los 
brazos de acoplamiento directamente o a 
través de barras más pequeñas articuladas. 
 
Brazo de acoplamiento (knucle arms) 
Es un brazo inclinado de acero al carbono 
con algo de níquel cromo y molibdeno. 
Tiene un valor angular definido de 
fábrica, en función del sistema de 
cuadrilátero a utilizar generalmente el 
ángulo β está entre los 65° y 75°. 
 
Rótulas 
Son los elementos encargados de 
proporcionar el movimiento en 360° a las 
articulaciones de la dirección. 
La esfera de la rótula va alojada 
engrasada en casquillos de acero o 
plásticos pretensados. Un fuelle estanco 
evita la pérdida del lubricante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8, Rótula de suspensión M2 Moog, que se emplea en 
las unidades de competencia en la serie NASCAR 
5 
 
Guías Atema 
•Ruedas direccionales 
Son las ruedas de sustentación del 
vehículo a las que se ha dotado de la 
capacidad de ser angularmente orientadas 
a fin de permitir guiar el vehículo. 
 
Elementos para Caja de dirección 
(tornillo sinfín y sector) (bola 
recirculante) 
Volante de dirección. 
Columna de dirección. 
Caja de dirección por tornillo sinfín y 
sector. 
Brazo Pitman (brazos de acoplamiento). 
Barra central. 
Caja auxiliar. 
Terminales interiores. 
Manguito de unión. 
Terminales exteriores (rótulas). 
Palanca de mando del muñón. 
 
Está basado en un tornillo sinfín. Este 
puede ser cilíndrico o globoide. Esta 
unido a la columna para transmitir el 
movimiento de rotación a un dispositivo 
de traslación, encargados de transmitir el 
movimiento a la palanca de ataque y esta 
a su vez a las barras. 
 
Tipos 
• Tornillo sinfín y sector dentado: 
formado por un sinfín cilíndrico, apoyado 
sobre cojinetes de rodillos cónicos. El 
movimiento se transmite a la palanca de 
mando a través de un sector dentado. 
• Tornillo sinfín y rodillo: formado por un 
sinfín globoide apoyado en cojinetes 
cónicos. 
Un rodillo está apoyado en el sinfín, que 
al girar desplaza lateralmente el rodillo 
produciendo un movimiento angular en 
la palanca de mando. 
• Tornillo sinfín y dedo: formado por un 
sinfín cilíndrico y un dedo o tetón. Al 
girar el sinfín, el dedo se desplaza sobre 
las ranuras transmitiendo un movimiento 
oscilante a la palanca de mando. 
• Tornillo sinfín y tuerca: formado por un 
sinfín cilíndrico y una tuerca. Al girar el 
sinfín produce un desplazamiento 
longitudinal de la tuerca, este es 
transmitido a la palanca de mando unida a 
la tuerca. 
•Tornillo sinfín y tuerca con bolas: 
consiste en intercalar unas bolas entre el 
sinfín y la tuerca. Esta a su vez dispone 
de una cremallera exterior que transmite 
el movimiento a un sector dentado, que 
transmite el movimiento a la palanca de 
mando. 
 
Elementos para mecanismo Piñón 
y Cremallera (Piñón y 
cremallera) 
Volante de dirección. 
Columna de dirección. 
Mecanismo de dirección (caja de 
engranajes) del tipo Piñón y Cremallera. 
Terminales interiores (rótulas axiales). 
Terminales exteriores. 
Palanca de mando del muñón. 
 
El mecanismo de Piñón y Cremallera: se 
caracteriza por su mecanismo des 
multiplicador y su sencillez de montaje. 
Está constituida por una barra en la que 
hay tallada un dentado, que se desplaza 
lateralmente en el interior de un cárter 
apoyada sobre casquillos de bronce. Esta 
accionada por el piñón, montado en la 
columna de la dirección. 
Es la más utilizada en vehículos 
convencionales por que disminuye los 
esfuerzos del volante. Es suave en giros 
y tiene rapidez de recuperación, 
resultando una dirección estable y 
segura. 
Se debe recordar que esta caja lleva 
varios retenedores y empaques para 
mejorar su funcionamiento, lubricado por 
medio de grasa. 
6 
 
Guías Atema 
Cremallera de relación variable: En las 
direccionesde cremallera de relación 
constante se realiza el mismo esfuerzo 
sobre el volante tanto en maniobras de 
estacionamiento como en carretera. 
 
La principal característica de las 
cremallera de relación variable es que 
tienen el modulo variable y el ángulo de 
presión variable. Esto permite una 
relación corta ideal para la conducción en 
línea recta, y el modulo se reduce 
progresivamente cuando la cremallera se 
desplaza hacia los extremos reduciendo 
así el esfuerzo de maniobrabilidad. 
 
 
 
Figura 9, Cremallera de relación variable 
 
 
Clasificación 
Independiente del mecanismo de 
dirección empleado, los sistemas de 
dirección se clasifican en: 
 
Direcciones mecánicas 
Son accionadas directamente por el 
esfuerzo del conductor, aplicado al 
volante de dirección y trasmitido en la 
forma ya descrita. 
 
Direcciones asistidas 
La dirección asistida consiste en acoplar a 
un mecanismo de dirección simple, un 
circuito de asistencia llamado servo-
mando. 
Son direcciones mecánicas a las que se ha 
dotado de algún sistema de ayuda 
(asistencia) a fin de permitir aliviar el 
esfuerzo ejercido por el conductor. 
Tipos de asistencia para sistemas de 
dirección 
Según la energía de funcionamiento de la 
asistencia las podemos clasificar en: 
-Asistencia por vacío (servodirecciones), 
el vacío de la admisión o el 
proporcionado por una bomba de vacío. 
-Asistencia por aceite a presión, 
proporcionado por una bomba hidráulica. 
-Asistencia por aire a presión, aire 
comprimido proporcionado por un 
compresor que también sirve para 
accionar los frenos (neumáticas). 
-Asistencia por un motor eléctrico 
(dirección eléctrica). 
 
Dirección hidráulica 
Una parte importante de las cajas de 
dirección hidráulicas es la bomba de 
asistencia del líquido hidráulico. La 
bomba de asistencia es la encargada 
de generar la alta presión del aceite 
necesaria para el funcionamiento de 
la caja. 
El movimiento lo recibe del cigüeñal 
por medio de poleas y correa; en 
ocasiones, una correa única hace 
girar a la bomba de asistencia, a la 
bomba de agua y al alternador. 
El tipo de bomba más utilizado es el 
de paletas. Lleva un regulador el cual 
normaliza el caudal y la presión de 
del aceite a unos 80 bar. 
 
La energía hidráulica generada por 
la bomba S es distribuida por un 
órgano de dosificación D hasta un 
cilindro hidráulico V que 
comprende un pistón solidario a un 
eje T unido a la cremallera. (Figura 
siguiente). 
 
La acción de la presión sobre el 
pistón permite desplazar a T en un 
sentido u otro siguiendo el giro 
deseado. 
 
7 
 
Guías Atema 
 
Figura 10, Dirección hidráulica, E: depósito de líquido, S: 
bomba hidráulica, D: distribuidor 
 
Dirección asistida eléctrica 
Un motor eléctrico produce un par de 
asistencia en función del esfuerzo 
ejercido sobre el volante por el conductor. 
Este par es aplicado a las ruedas por 
intermedio de la cremallera y es 
modificado permanentemente para 
reducir el esfuerzo del conductor. 
 
Direcciones especiales 
Existen algunas conformaciones de 
sistemas de dirección especiales, aunque 
obedecen a las conformaciones generales 
ya indicadas estos sistemas pueden 
presentar algunas variaciones particulares 
para los sistemas para los que se diseñan: 
 
Dirección para doble puente 
direccional 
Presentan la particularidad de integrar en 
el puente direccional secundario (de atrás) 
un conjunto completo de brazos que son 
comandados por el brazo Pitman. 
 
Dirección auxiliar para puente trasero 
Instaladas en vehículos contemporáneos 
tienen por finalidad ayudar en el viraje a 
altas velocidades, su ángulo de giro es 
pequeño (< 2°), son operados por 
sistemas controlados 
computacionalmente, aplicados por aceite 
a presión y usados bajo ciertos 
parámetros definidos en la Unidad de 
Control. 
 
Orientación de las ruedas traseras 
La orientación de las ruedas traseras se 
consigue en vehículos equipados con 
suspensiones multibrazo y ruedas tiradas 
mediante eje autodireccional. 
La finalidad es conseguir mayor 
estabilidad en el trazado de la curva. 
Estos sistemas permiten en la curva poder 
girar un pequeño ángulo las ruedas 
traseras en el mismo sentido que las 
delanteras. Todo ello contribuye a una 
mayor estabilidad y mayor seguridad. Las 
ruedas traseras pueden ser orientadas de 
forma pasiva y activa. 
 
Forma pasiva 
Las ruedas traseras se orientan de forma 
pasiva por las demandas del pavimento 
sin intervención del conductor. Estas 
solicitaciones aparecen por las 
aceleraciones transversales en las curvas 
y a las condiciones de adherencia al suelo. 
Este efecto se consigue mediante los 
elementos de suspensión. 
Suspensión multibrazo; la deformación de 
las articulaciones y los pequeños giros de 
los brazos producidos por los esfuerzos 
que es sometida la suspensión, induce 
ángulos de caída y convergencia en las 
ruedas consiguiendo un efecto directriz al 
tomar la curva. 
 
El eje auto direccional permite orientar 
las ruedas de forma conveniente pero 
pasiva en las curvas. Este sistema 
mantiene la caída de la rueda y el ancho 
de vía, por lo que se orienta no son las 
ruedas sino el tren trasero. Esto se 
consigue con las uniones del eje al 
bastidor mediante soportes elásticos, y 
cuando el vehículo. 
 
Forma activa 
En los vehículos con dirección total, el 
efecto director del tren trasero es una 
8 
 
Guías Atema 
respuesta activa. Este sistema es 
independiente y no esta acoplado a la 
suspensión, se consigue mediante un 
mecanismo de dirección en el eje trasero. 
Este sistema proporciona al vehículo una 
disminución de ángulo de giro pero 
aumenta la maniobrabilidad a bajas 
velocidades. 
 
Comportamiento de cada eje: 
• Las ruedas delanteras tienen una 
relación proporcional entre el giro del 
volante y el de las ruedas. 
• Las ruedas traseras se giran en paralelo 
hasta 1,5° que corresponde a un giro de 
127° del volante, a partir de este giro 
vuelven progresivamente a la posición de 
línea recta. 
 
Sistema retráctil suplementario 
bolsa de aire (srs) 
El sistema de bolsas de aire es un 
dispositivo protector. Cuando el 
vehículo está equipado con este 
sistema, una bolsa en el volante de 
dirección (en el lado del conductor) 
o en el panel de instrumentos (en el 
lado de los pasajeros) se infla 
rápidamente cuando hay una 
colisión, previniendo a los pasajeros 
de ser tirados hacia delante contra el 
parabrisas u otras piezas, y además 
disminuyendo el peligro de los daños 
de la colisión. 
 
Conceptos de alineación 
A través de la misma comprobamos la 
correcta ubicación o posicionamiento de 
la rueda así como de los componentes de 
la dirección y suspensión de forma 
geométrica. La alineación correcta del 
automóvil permite que el vehículo se 
desplazarse con mínimas correcciones del 
volante y un desgaste mínimo y 
homogéneo de la banda de rodamiento. 
Cada vehículo posee sus propias 
especificaciones de alineación. 
Es recomendable alinear las ruedas del 
vehículo al menos dos veces por año o al 
primer indicio de desgaste irregular del 
neumático. Dependiendo del tipo de 
suspensión algunos vehículos requieren 
alineación de las ruedas traseras, si éste es 
el caso, éstas requieren menos atención 
que las ruedas delanteras, su frecuencia 
de alineación debe ser de al menos una 
vez al año. 
 
Para alinear un vehículo es necesario 
hacer ajustes en la suspensión del mismo. 
Para determinar la alineación correcta, se 
usan nueve mediciones, algunas de ellas 
se pueden ajustar a través de los 
eslabones de la dirección y suspensión. 
Cada medida proporciona información 
valiosa que puede utilizarse para 
diagnosticar la causa del problema de 
manejo, así como el desgaste de las 
llantas. Estas mediciones son: 
Caster o avance 
Camber o caída 
Convergencia / divergencia 
Inclinación de las rótulas 
Ángulo de empuje 
Desplazamiento hacia atrás 
Inclinación del eje de dirección 
Angulo incluido 
Altura de viaje 
 
Camber 
Es una medida angular que representa la 
inclinación dela parte superior de las 
ruedas, hacia fuera (+) o hacia adentro (-), 
a partir de la vertical, vista desde el frente 
del vehículo. 
 
El camber de las ruedas delanteras es 
medido con precisión cuando las ruedas 
están orientadas paralelas a la línea 
direccional del eje trasero. 
 
9 
 
Guías Atema 
Su función es distribuir el peso del 
vehículo sobre la superficie de las ruedas 
para evitar el desgaste desigual en las 
mismas. 
Determinada magnitud de camber 
positivo es generalmente incluído en 
vehículos en reposo con el objetivo de 
contrarrestar tendencias a crear camber 
negativo, mientras que el vehículo está en 
movimiento debido a la curvatura de las 
carreteras, peso de los ocupantes, fuerzas 
creadas por condiciones de superficie de 
carreteras y otros factores de la geometría 
de la suspensión. 
El propósito es lograr “cero camber” de 
promedio con el vehículo en movimiento. 
Con el vehículo en movimiento el 
“camber estático” variará en función del 
peso (ocupantes y carga) y condiciones 
del cambio debido al sistema de 
suspensión independiente del tren 
delantero. 
 
Figura 11, Rueda delantera izquierda con un ángulo camber 
positivo y negativo. 
 
Un vehículo con demasiado camber 
positivo o negativo gastará más 
combustible, pues le cuesta más trabajo 
moverse. El camber excesivo tiende a 
frenar el vehículo. 
 
Cuando el camber es nulo la rueda no 
tiene ninguna inclinación. 
Caster 
El caster o avance es la inclinación hacia 
adelante o hacia atrás del eje de la 
suspensión (amortiguador – resorte) con 
respecto a la vertical, viendo la rueda 
delantera de lado. Se tienen tres 
posibilidades para el ángulo de caster: 
 
El caster positivo ocurre cuando el eje de 
la dirección o la línea central del vehículo 
se encuentran adelante del punto de 
contacto de la rueda con el camino. El 
caster positivo causa arrastre en la parte 
trasera de la rueda. 
La mayoría de los vehículos utilizan un 
caster positivo para ayudar al vehículo a 
conservar una dirección recta hacia 
adelante. 
Aunque el caster positivo mantiene la 
estabilidad direccional, un avance 
positivo en exceso puede causar: 
Volante duro y vibraciones a bajas 
velocidades. 
Serpenteo a altas velocidades. 
 
El caster negativo facilita tomar las 
curvas. Con caster negativo, la línea 
central del eje de la dirección tiende a 
alejar la rueda de la posición directamente 
hacia adelante y facilitar el giro del 
volante. La desventaja del caster negativo 
es que el manejo recto hacia adelante se 
dificulta más ya que el vehículo quiere 
moverse a la derecha o a la izquierda y no 
en la dirección recta hacia el frente corno 
con el caster positivo. Aunque el caster 
negativo facilita el manejo, un caster 
negativo excesivo causa: 
Serpenteo del vehículo. 
Disminución del retomo al centro de la 
dirección. 
Menor estabilidad durante el frenado. 
 
Caster o avance nulo. 
Cuando el eje de la dirección es vertical, 
el ángulo del caster es cero o nulo. El 
10 
 
Guías Atema 
caster nulo tiende a tener un efecto 
neutral en la estabilidad direccional y el 
manejo. Con el caster nulo, la línea 
central extendida del eje de la dirección 
se alinea con el punto de contacto de la 
llanta con el piso. Por lo tanto, no hay 
arrastre de la llanta en ninguna dirección. 
Al no haber arrastre, no se presentan las 
fuerzas para hacer girar las ruedas ya sea 
hacia la izquierda o hacia la derecha. 
 
 
 
Figura 12, Caster 
 
Convergencia (toe) / divergencia 
Es el ángulo definido entre cada una de 
las ruedas y el eje longitudinal del 
vehículo. 
El objetivo de la 
convergencia/divergencia es mantener las 
ruedas en la misma línea recta una con la 
otra cuando ruedan. La 
convergencia/divergencia ayuda a 
controlar el vehículo y a prolongar la vida 
de los neumáticos. Los ajustes del caster 
y camber y otras fuerzas en el manejo 
tienden a dirigir las ruedas hacia afuera 
cuando el vehículo está en movimiento. 
Tanto la convergencia como la 
divergencia tienden a contrarrestar estas 
fuerzas. 
Con la convergencia se aumentará la 
estabilidad en línea recta pero se reducirá 
en curva ligeramente. Modificando la 
convergencia trasera también podremos 
hacer más o menos sobre viraje en el 
vehículo aunque habitualmente no se 
suelen utilizar grandes ángulos. 
La convergencia/divergencia se mide en 
milímetros, pulgadas, grados - minutos - 
segundos. 
 
 
Figura 13, Divergencia (izquierda), convergencia (derecha) 
 
El Balanceo 
Balancear la rueda corresponde a 
equilibrar el peso de la misma por 
posibles irregularidades del rin o del 
neumático; existen diferentes tipos de 
balanceo: 
 
Balanceo Estático: 
Su nombre proviene de las primeras 
balanceadoras que requerían posicionar la 
rueda sobre el equipo de balanceo en 
forma horizontal para comprobar el 
equilibrio de peso a través de un nivel de 
burbuja, este tipo de balanceo corrige sólo 
las vibraciones producidas por fuerzas 
verticales ya que sólo se permite aplicar 
contrapesas (plomos) en una sola cara de 
la rueda. En la actualidad se hace sobre 
máquinas dinámicas pero conserva el 
nombre de estático. 
 
Balanceo Dinámico 
Este es el tipo de balanceo más 
recomendado ya que corrige las 
vibraciones verticales y laterales de la 
rueda; dependiendo del diseño del rin, 
algunas ruedas no se pueden balancear 
dinámicamente ya que se requiere colocar 
contrapesos en ambas caras de la rueda. 
También existe una variante del balanceo 
dinámico que se realiza con la rueda 
montada en el vehículo, este tipo de 
balanceo permite corregir vibraciones que 
se producen en diferentes partes del tren 
11 
 
Guías Atema 
motriz; si se elige hacerlo de esta forma, 
al rotar las ruedas se necesita volver a 
balancearlas. 
 
Si se desmonta la rueda para volverla a 
montar en el mismo sitio hay que marcar 
la posición del rin con respecto a los 
orificios y/o espárragos, de esta forma al 
montarlo deberá posicionarse 
exactamente como se encontraba con 
respecto a los demás elementos de 
rotación como los discos y tambores de 
frenos. 
 
Rotación 
A través de la rotación de las ruedas 
logramos “emparejar” el desgaste de las 
mismas; por ejemplo, un vehículo con 
tracción delantera naturalmente producirá 
un desgaste superior en las ruedas 
anteriores, es recomendable alternarlas 
con las ruedas traseras cada 5.000 a 
10.000 km, dependiendo de la marca y 
modelo del neumático. 
 
Averías 
El Sistema de dirección como el de 
suspensión al estar sometidos a gran 
cantidad de esfuerzos está expuesto a 
sufrir diferentes fallas, las cuales pueden 
provenir de múltiples causas. 
 
Diagnosis 
Golpeteo sobre la dirección: 
-Incorrecta alineación de las ruedas 
delanteras. 
-Mal reglaje del par de giro de las ruedas 
delanteras. 
-Ruedas desequilibradas. 
-Cabezas de articulación de las barras de 
dirección aflojadas en los brazos de 
acoplamiento. 
-Holgura entre el eje del soporte para 
palanca de reenvío y los respectivos 
casquillos. 
-Articulaciones de los brazos oscilantes, 
aflojados sobre las manguetas. 
-Holgura excesiva entre tornillo sin fin y 
rodillo, o acoplamiento anormal de las 
piezas. 
 
Oscilaciones laterales de las ruedas: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecta alineación de las ruedas 
delanteras. 
-Juego excesivo de los rodamientos de las 
ruedas delanteras. 
-Ruedas desequilibradas. 
-Articulación de las barras de dirección 
aflojadas en los brazos de 
acoplamiento. 
-Caja de dirección, soporte de la palanca 
de reenvío, o brida para tubo exterior de 
la dirección, aflojados en la fijación a la 
carrocería. 
-Incorrecto acoplamiento entre tornillo 
sin fin y rodillo. 
-Sistema amortiguador del reenvío 
averiado. 
 
El automóvil no mantiene en recta la 
dirección: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecta alineación de las ruedas 
delanteras. 
-Excesivo juego de los rodamientos de las 
ruedas anteriores. 
-Deformación de la mangueta de las 
ruedas anteriores. 
-Contacto permanente de una o más 
placas de fricción con lasruedas, estando 
el pedal en reposo. 
-Enervamiento de uno de los muelles de 
la suspensión anterior. 
-Amortiguadores anteriores en mal 
estado. 
-Frenos bloqueados. 
 
Ruidos: 
-Cabezas de articulación de las barras de 
dirección aflojadas en los brazos de 
acoplamiento. 
12 
 
Guías Atema 
-Caja de dirección o soporte del eje de 
reenvíos aflojados en su fijación a la 
carrocería. 
 
Dirección demasiado floja: 
-Incorrecto par de giro de las ruedas 
anteriores. 
-Cabezas de articulación de las barras de 
dirección aflojadas en los brazos de 
acoplamiento. 
-Aflojamiento de las tuercas 
autoblocantes para tornillos de fijación de 
la caja de la dirección a la carrocería. 
-Incorrecta regulación del 
acoplamiento entre tornillo sin fin y 
rodillo. 
-Holgura entre el eje del soporte 
para palanca de reenvío y los 
respectivos casquillos. 
 
Endurecimiento de la dirección: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecta alineación de las ruedas 
delanteras. 
-Incorrecta regulación de las 
articulaciones montadas en los brazos 
oscilantes. 
-Endurecimiento de las 
articulaciones montadas en los 
brazos oscilantes. 
-Interferencia en el árbol de mando de 
dirección. 
-Apriete excesivo de la tuerca para 
fijación de la palanca de reenvío al eje del 
respectivo soporte. 
 
Bandeo: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecta alineación de las ruedas 
anteriores. 
-Cabezas de articulación de las barras de 
dirección aflojadas en los brazos de 
acoplamiento. 
-Caja de dirección o soporte de reenvío 
mal sujeto a la carrocería. 
 
Giro dificultoso de la dirección a vehículo 
parado: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecto acoplamiento entre tornillo sin 
fin y rodillo. 
 
Chirrido de los neumáticos en las curvas: 
-Incorrecta presión de los neumáticos. 
-Incorrecta alineación de ruedas. 
-Deformación de la mangueta o de los 
brazos oscilantes. 
 
Diagnosis de la Dirección Asistida 
Fugas externas procedentes del conjunto 
de cremallera: 
-Racores flojos o deteriorados. 
 
Fugas de aceite sobre eje bomba: 
-Junta de eje deteriorada 
 
Fugas de aceite sobre eje bomba: 
-Junta de eje deteriorada 
 
Fugas de aceite en los racores de alta 
presión: 
-Racores flojos o deteriorados. 
 
Fugas de aceite en tubería de baja presión: 
-Racor deteriorado o flojo. 
 
Salida de aceite por el tapón de depósito: 
-Deposito demasiado lleno. 
-Regulador de salida bloqueado. 
 
Anormal rumorosidad en el sistema 
hidráulico: 
-Racores de las tuberías flojas. 
-Cantidad de aceite insuficiente. 
-Presencia de aire en el circuito. 
-Filtro o tuberías, obstruidas. 
 
Ruido de la bomba: 
-Correa floja. Desgaste interno 
 
Fuga de aceite en el orificio del depósito: 
-Junta tórica deteriorada 
 
Ruido de la cremallera (tableteo): 
-Piñón cremallera desgastado. Rotulas 
desgastadas. 
13 
 
Guías Atema 
 
La dirección tiende a la izquierda o a la 
derecha: 
-Desequilibrio de presión en neumáticos. 
-Neumáticos en mal estado. Tren delantero 
mal ajustado. Conjunto dirección 
desajustada. 
 
Dirección difícil: 
-Neumáticos con presiones 
incorrectas. 
-Rótulas agarrotadas 
-Columna de dirección rígida. 
 
Dirección dura en maniobra de 
estacionamiento: 
-Neumáticos con presiones incorrectas. 
-Columna de dirección rígida 
-Rotulas agarrotadas 
-Correa floja. 
-Válvula rotativa Bloqueada. 
-Fugas internas en Cremallera. 
 
La dirección Baila: 
-Pasador de barra de torsión de válvula 
rotativa desgastado. 
-Barra de torsión rota 
 
Preguntas 
1. ¿Qué se entiende por dirección en un 
automóvil? 
2. ¿Cuál es la función de la dirección? 
3. ¿Cuáles son las condiciones de la 
dirección? 
4. Enumere los tipos de sistemas de 
dirección. 
5. ¿Cuáles son los componentes genéricos 
de la dirección? 
6. ¿Qué es un sistema sinfín? 
7. ¿Qué es la cremallera? 
8. Enumere los diferentes brazos de 
dirección según el tipo de montaje del eje 
delantero. 
9. Enumere los mecanismos de la dirección. 
10. ¿Cómo se clasifican los sistemas de 
dirección? 
11. ¿Cuáles son los tipos de asistencia para 
sistemas de dirección? 
12. Describa la dirección hidráulica. 
13. Describa la dirección asistida eléctrica. 
14. Defina el concepto de alineación en un 
auto. 
15. ¿Qué es el camber? 
16. ¿Qué es el caster? 
17. ¿Qué es convergencia? 
18. ¿Qué diferencia hay entre el balanceo 
estático y el dinámico? 
19. ¿Por qué la dirección y la suspensión 
tiende a fallar en un automóvil? 
20. ¿Cuál es el pronóstico cuando la 
dirección está demasiado floja? 
 
14 
 
	Av. Chama, C. C. Polo I, Nivel Planta Principal., Local PP 27, Colinas de Bello Monte. Telf.: 7539757- 7531076, http://atema.com.ve/
	Correo electrónico: mecanica@atema.com.ve
	Guías Atema
	Segundo Semestre
	Conceptos de alineación
	A través de la misma comprobamos la correcta ubicación o posicionamiento de la rueda así como de los componentes de la dirección y suspensión de forma geométrica. La alineación correcta del automóvil permite que el vehículo se desplazarse con mínimas ...
	Cada vehículo posee sus propias especificaciones de alineación.
	Es recomendable alinear las ruedas del vehículo al menos dos veces por año o al primer indicio de desgaste irregular del neumático. Dependiendo del tipo de suspensión algunos vehículos requieren alineación de las ruedas traseras, si éste es el caso, é...